Что такое Кип (kip)?
Формальное определение
Кип — единица силы (и иногда массы), равная 1000 фунтов-силы (4448,222 Н) или 1000 фунтов авирдупуа массы (453,592 кг). Название «кип» — сокращение от «килофунт» (kilo-pound): «ki» от «kilo» и «p» от «pound». Используется почти исключительно в американском строительном и гражданском проектировании.
Как единица силы: 1 кип = 1000 фунтов-сил = 4448,222 Н = 4,448 кН. Как единица массы: 1 кип = 1000 фунтов = 453,59237 кг. Кип не признан СИ или какой-либо международной организацией стандартизации.
Инженерный контекст
Кип упрощает инженерные расчёты с большими нагрузками. Вместо «150 000 фунтов-силы» инженер записывает «150 кипов». Производная единица «ksi» (кипы на квадратный дюйм) широко используется для прочностных характеристик: конструкционная сталь имеет предел текучести 36 или 50 ksi.
Этимология
Современное словообразование
Слово «кип» — одно из немногих названий единиц измерения, созданных в новое время из английских корней. Оно сочетает первые буквы «kilo» (от греческого «тысяча») с «p» от «pound» (фунт). Термин появился в американской инженерной практике в первой половине XX века.
Не следует путать с лаосской валютой «кип» или британским сленговым словом «kip» (дремота).
Точное определение
Определение как сила
Кип как единица силы = ровно 1000 фунтов-силы. 1 кип = 4448,222 Н = 4,448 кН.
Определение как масса
Кип как единица массы = ровно 1000 фунтов = 453,59237 кг.
Производные единицы
Ksi (кипы на квадратный дюйм) — единица напряжения: 1 ksi = 1000 psi = 6,895 МПа. Кип-фут (kip·ft) — единица изгибающего момента: 1 kip·ft = 1355,818 Н·м.
История
Происхождение в американском проектировании
Кип возник из практических потребностей американских строительных инженеров в начале XX века. По мере роста зданий и мостов нагрузки, выраженные в фунтах-силы, достигали сотен тысяч — неудобные для расчётов числа.
Инженеры начали неформально использовать «килофунты», быстро сократив до «кипов». Термин встречается в учебниках с 1930-х годов. Американский институт стальных конструкций (AISC) использует кипы в своём основном руководстве, что закрепило единицу в образовании и практике.
Связь с СИ
Существование кипа напрямую связано с неполным переходом США на СИ. В странах с метрической системой инженеры работают с килоньютонами (кН) и мегапаскалями (МПа), и кип не нужен. Один кип (4,448 кН) по величине близок к одному килоньютону.
Современное применение
Строительное проектирование
Кип ежедневно используется инженерами-строителями в США. Каждая стальная балка, бетонная колонна и мостовой канат проектируются с расчётами в кипах. Программы расчёта (SAP2000, ETABS, RISA) в США по умолчанию используют кипы.
Прочность материалов
Марки стали в США определяются пределом текучести в ksi. ASTM A36 — 36 ksi, ASTM A992 — 50 ksi.
Образование
Американские инженерные вузы преподают сопротивление материалов и проектирование конструкций с использованием кипов.
Применение в быту
Не бытовая единица
Кип не используется в повседневной жизни. Это исключительно профессиональная инженерная единица. Даже среди инженеров только строительные и гражданские инженеры регулярно используют кипы.
Профессиональный контекст
Для ~275 000 лицензированных инженеров-строителей в США кипы — повседневная профессиональная реальность. Колонна несёт 500 кипов, балочный момент — 200 кип-футов, соединение должно выдержать 75 кипов на срез.
В науке и промышленности
Инженерные исследования
В американских строительных научных журналах (ASCE, ACI) кипы стандартны. Результаты испытаний балок, колонн и соединений обычно приводятся в кипах.
За пределами строительства не используется
В физике, химии и других фундаментальных науках кип не применяется. Используются ньютоны и килограммы.
Интересные факты
Название «кип» — портманто из «kilo» и «pound»: «ki» + «p». Одно из немногих современных названий единиц, созданных из английских корней.
Справочник AISC по стальным конструкциям — «библия» американского стального проектирования — использует кипы повсеместно.
Один кип ≈ 4,448 кН. Это близкое соответствие означает, что американские и метрические инженеры работают с числами схожего порядка.
Ksi (кипы на квадратный дюйм) настолько распространён в американском строительстве, что некоторые инженеры забывают, что это означает 1000 фунтов на квадратный дюйм.
Стандартный расчётный грузовик AASHTO для мостового проектирования имеет осевые нагрузки 8 кипов (передняя ось) и по 32 кипа (задние оси) — всего 72 кипа.
Кип никогда не был формально принят какой-либо организацией стандартизации. Он стал стандартом через добровольное использование в профессиональном сообществе.
Типичный частный дом в США создаёт нагрузку на фундамент 100-200 кипов. 50-этажный небоскрёб — 100 000+ кипов на каждую основную колонну.
Один кип = ровно 0,5 американской тонны = 500 фунтов... Нет: 1 кип = 1000 фунтов = 0,5 короткой тонны (2000 фунтов).
Региональные особенности
Только в США
Кип используется исключительно в Соединённых Штатах. Ни одна другая страна не применяет эту единицу.
Международное проектирование
Международное строительное проектирование использует килоньютоны (кН) и мегапаскали (МПа). Еврокоды, британские стандарты, австралийские, японские, китайские и индийские строительные нормы — все используют единицы СИ.
Россия
В России используются килоньютоны (кН) для сил и мегапаскали (МПа) для напряжений. Кип в российском строительстве не применяется.
Таблица конвертаций
| Единица | Значение | |
|---|---|---|
| Килограмм (kg) | 453,592 | Конвертировать → |
| Фунт (lbs) | 1 000 | Конвертировать → |
| Метрическая тонна (t) | 0,453592 | Конвертировать → |
| Унция (oz) | 16 000 | Конвертировать → |
| Американская тонна (ton) | 0,5 | Конвертировать → |